《化学反应速率与化学平衡》专题训练.doc

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1、化学反应速率与化学平衡专题训练2本试卷分选择题和非选择题两部分，共19题，满分120分；考试用时90分钟可能用到的相对原子质量：C12N14O16 Cl35.5第卷（选择题，共42分）一、单项选择题：本题包括6小题，每小题3分，共计18分。每小题只有一个选项符合题意。硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是（）【答案】D【解析】 温度越高，浓度越大，反应速率越快。T时在2L刚性密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T

2、1和T2时，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论错误的是（）A容器中发生的反应可表示为：3X(g)+Y(g)2Z(g)B保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K减小C反应进行的前4min内，用X表示的反应速率v(X)=0.075 molL1min1D若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是使用催化剂【答案】B【解析】由图1X、Y物质的量减少，Z增加判断出X、Y是反应物，Z是产物。xX(g)+yY(g)zZ(g)始 (molL1): 1 0.8 0.23min(molL1): 0.7 0.7 0.4变 (molL1): 0.3 0.1 0.2x ：y ：z =

3、0.3 ：0.1 ：0.2 = 3 ：1 ：2所以容器中发生的反应可表示为：3X(g)+Y(g)2Z(g)，A正确；由图2：“先拐先平数值大”知T2T1，T1到T2，升温，平衡向吸热方向移动，Y%减小，平衡向正反应方向移动，所以正反应吸热，升温，平衡正向移动，K增大，B错误；v(X)= =0.075 molL1min1，C正确；图3与图1相比，达到平衡所需时间由3min缩短到2min，但物质组成相同，表明速率加快，平衡无影响，则改变条件为催化剂，D正确。化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是（）A根据图可判断可逆反应“A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)”的H0

4、B图表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)的影响，乙的压强大C图可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化D根据图，若除去CuSO4溶液中的Fe3+可采用向溶液中加入适量CuO，至pH在4左右【答案】D【解析】图v正=v逆后，升高温度，平衡向吸热方向移动v逆v正，平衡逆向移动，所以逆反应吸热，正反应放热，H0）B2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) H= + Q2 kJmol1 （Q20）C4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) H= - Q3 kJmol1 （Q30）DH2(g)+CO(g) C(s)+H2O(g) H= + Q4

5、kJmol1 （Q40）【答案】B【解析】在图1中作等压线，升高温度，生成物浓度增大，平衡正向移动，所以正反应吸热，H0，A、C错误；在图1中作等温线，压强从1.01106Pa变到1.01105Pa，减压，平衡向气体体积增大方向移动，生成物浓度增大，所以正反应是气体体积增大方向，D错误；验证所有图像，B均满足，所以B正确。二、不定项选择题：本题包括6小题，每小题4分，共计24分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项，多选时，该题得0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的得2分，选两个且都正确的得满分，但只要选错一个，该小题就得0分。反应mA(s)+nB(g) pC(g

6、) Hpx点表示的正反应速率大于逆反应速率npx点比y点的反应速率慢若升高温度，该反应的平衡常数增大ABCD【答案】B【解析】作辅助线p2 p1B2%B1%p2到p1，增大压强，平衡向体积减小方向移动，B2%到B1%，B的物质的量分数增大，平衡向逆反应方向移动，逆反应方向体积减小，n v逆，正确；x点压强比y点小，反应速率比y点慢，正确；升高温度，平衡向吸热方向移动，正反应放热，所以平衡常数减小，错误。乙酸乙酯能在多种条件下发生水解反应：CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH已知该反应的速率随c(H+)的增大而加快。下图为CH3COOC2H5的水解速率随时间的变化图。下列说法

7、中正确的是（）A反应初期水解速率增大可能是溶液中c(H+)逐渐增大所致BA、B两点表示的c(CH3COOC2H5)相等C图中t0时反应达到平衡状态DtB时CH3COOC2H5的转化率高于tA时CH3COOC2H5的转化率【答案】AD【解析】本题图像是速率时间图像，B、C错误；乙酸乙酯水解是吸热反应，初期水解速率增大只可能是生成生成CH3COOH电离出的c(H+)的增大导致的，A正确；时间越久，水解越完全，转化率越高，D正确。在密闭容器中，将1.0 mol CO与1.0 mol H2O混合加热到800，发生下列反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。一段时间后该反应达到平衡，测

8、得CO的物质的量为0.5 mol。则下列说法正确的是（）A800下，该反应的化学平衡常数为0.25B427时该反应的平衡常数为94，则该反应的H0C800下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO(g)，则平衡时CO物质的量分数为333D800下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g)，则平衡时CO转化率为667【答案】BD【解析】A800时： CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)始(mol): 1 1 0 0变(mol): 0.5 0.5 0.5 0.5衡(mol): 0.5 0.5 0.5 0.5K(800)= =1，A错误；B 800到427，降温，平衡

9、向放热方向移动，平衡常数由1变为9.4，增大，平衡向正反应方向移动，所以正反应放热，H0，下列图像中符合真实变化的是（）【答案】CD【解析】A(s)+3B(g) 2C(g) H0，该反应正方向是气体体积减小的吸热反应：升温向吸热方向即正反应方向移动，v正v逆，A错误；加催化剂，正逆反应速率同等程度增大，B错误；增大压强，平衡向气体体积减小方向即正反应方向移动，C的体积分数增大，C正确；C(B)一定时，200到500，升温向吸热方向即正反应方向移动，A的转化率增大，D正确。12已知可逆反应X(g)+Y(g) Z(g)（未配平）。温度为T0时，在容积固定的容器中发生反应，各物质的浓度随时间变化的关

10、系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是（）A反应时各物质的反应速率大小关系为2v(X)=v(Y)=v(Z)B图a中反应达到平衡时，Y的转化率为375CT0时，该反应的平衡常数为333D该反应的正反应是吸热反应【答案】CD【解析】xX(g) + yY(g) zZ(g)始(molL1): 0.3 0.4 0衡(molL1): 0.05 0.15 0.5变(molL1): 0.25 0.25 0.5x : y : z = 0.25 ; 0.25 : 0.5 = 1 : 1 : 2v(X):v(Y):v(Z)= 1 : 1 :

11、2，A错误；达到平衡时，Y的转化率=，B错误；K(T0)= =333，C正确；由图b：“先拐先平数值大”知T1T2，T1到T2，降温，平衡向放热方向移动，c(Z)减小，平衡向逆正反应方向移动，所以逆正反应放热，正反应吸热，D正确。第卷（非选择题，共78分）13（14分）氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：（1）配平上述反应的化学方程式（将化学计量数填在方框内）。（2）该反应的氧化剂是，其还原产物是。（3）该反应的平衡常数表达式为K=。（4）若知上述反应为放热反应，则其反应热H零（填“大于”、“小于”或“等于”）；升高温度，其平衡常数值（填

12、“增大”、“减小”或“不变”）。（5）若使压强增大，则上述平衡向反应方向移动（填“正”或“逆”）。（6）若已知CO生成速率为v(CO)=18 molL1min1，则N2消耗速率为v(N2)=molL1min1。【答案】（1）3 6 2 1 6（2）N2 ，Si3N4（3）（4）小于 减小（5）逆（6）6【解析】（1）依据化合价升降和质量守恒，配平该化学方程式。（4）放热反应，H0；升高温度，平衡向吸热方向移动，K减小。（5）增大压强，平衡向气体体积减小方向即逆向移动，（6）v(N2) : v(CO)=2 : 6 ，代入数据解得v(N2)=6 molL1min1 。14（12分）醇脱水反应在不同

13、温度条件下得到的产物组成不同。下表是常压、某催化剂存在条件下，分别以等量乙醇在不同温度下进行脱水实验获得的数据，每次实验反应时间均相同。已知：乙醇和乙醚（CH3CH2OCH2CH3）的沸点分别为78.4和34.5。试分析：（1）乙醇脱水制乙烯的反应是（填“放热”或“吸热”）反应，若增大压强，平衡（选填“正向”、“逆向”或“不”）移动。（2）写出乙醇脱水制乙醚的反应的平衡常数表达式。当乙醇起始浓度相同时，平衡常数K值越大，表明（填序号）。a乙醇的转化率越高b反应进行得越完全c达到平衡时乙醇的浓度越大d化学反应速率越快（3）根据表中数据分析，150时乙醇催化脱水制取的乙醚产量（选填“大于”、“小于

14、”或“等于”）125时；为了又快又多地得到产品，乙醇制乙醚合适的反应温度区域是。【答案】（1）吸热，逆向（2） a、b（3）大于 150175【解析】（1）由图知，乙醇脱水制乙烯的反应，升温平衡向吸热方向移动，平衡常数增大，平衡朝正向移动，所以正反应吸热。CH3CH2OH(g)CH2CH2(g)+H2O(g)，增大压强平衡向气体体积减小方向即逆反应方向移动。（2）2 CH3CH2OH(g) CH3CH2OCH2CH3(g)+H2O(g)，当乙醇起始浓度相同时，平衡常数K值越大，表明反应正向进行程度越大，a、b正确。（3）150时虽然乙醚含量低于125时，但此时乙醇转化率高，所以制取的乙醚产量大

15、，所以合适的温度是乙醇的转化率和乙醚的体积分数乘积大的温度范围。15（12分）煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) H= +131.3 kJmol1，S = +133.7JK-1mol-1。该反应能否自发进行与有关；一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是（填字母，下同）。a容器中的压强不变b1mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键cv正(CO) = v逆(H2O)dc(CO)=c(H2)

16、（2）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，得到如下三组数据：实验1中以v(CO2)表示的反应速率为。该反应的逆反应为（填“吸”或“放”）热反应。若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），且t2 n(H2)2，该反应前后气体体积不变，实验1和实验2为等效平衡，由实验1到和实验2，升温，平衡向吸热方向移动，n(H2)减少方向为逆反应方向，所以逆反应吸热。该反应前后气体体积不变，建立“等效”，“归左”后反应物比例不变即可，由于要求t1（或使用催化剂）（3）根据反应过程图“反应物总

17、能量大于生成物总能量”，可以判断出该反应放热。升温，平衡向吸热方向移动，a错；充入He(g)，使体系压强增大，各反应物浓度不变，平衡不移动，b错；将H2O(g)从体系中分离出来，平衡正向移动，c正确；再充入1mol CO2和3mol H2，相当于加压，平衡向气体体积减小方向即正向移动，d正确。16（10分）设反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) H= Q1的平衡常数为K1，反应Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) H=Q2的平衡常数为K2，在不同温度下，K1、K2的值如下：（1）从上表可推断，反应是（填“放”或“吸”）热反应。（2）现有反应H2(g)+CO2(g

18、) CO(g)+H2O(g) H=Q3根据反应与推导出K1、K2、K3的关系式K3=；可推断反应是（填“放”或“吸”）热反应。要使反应在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有。A缩小容器体积B降低温度C使用合适的催化剂D设法减少CO的量E升高温度 根据反应与推导出Q1、Q2、Q3的关系式。（3）现在恒容密闭容器中通入一定量CO2，再慢慢通入H2，使发生上述反应，在其他条件不变时，若改变H2的起始量，容器中CO的体积分数也随之改变，在右图中画出CO的体积分数随n(H2)变化的示意图。【答案】（1）吸（2） 吸 DE Q3=Q1Q2（3）【解析】（1）反应973K到1173K，升温，向吸热方向移

19、动，K值增大，正向进行，所以正反应吸热。（2）K1=，K2=，K3=根据K1、K2、K3的关系，可以求出973K时K3=，1173K时K3=，反应973K到1173K，升温，向吸热方向移动，K值增大，正向进行，所以正反应吸热。依据“盖斯定律”Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)H= Q1+）FeO(s)+H2(g) Fe(s)+H2O(g)H=-Q2H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) H=Q3= Q1-Q2（3）随着H2加入的增多，生成的CO增多，CO体积分数增大，继续通入H2，平衡右移生成CO程度小于H2的加入导致总体积的增大程度，CO体积分数减小。17（8分）

20、工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H= - 196.6 kJmol1（1）生产中为提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是（填字母）。A向装置中充入N2B向装置中充入过量的O2C使用更高效的催化剂D升高温度（2）在一密闭容器中充入4 mol SO2和一定量O2，当放出3536 kJ热量时，SO2的转化率最接近于（填字母）。A40B50C80D90（3）580时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0l0-3 molL-1、8.0l0-3 molL-1和4.4l0-2

21、 molL-1。该温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=。（4）硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05（体积分数）时需要加以处理后才能排放。现用右图所示装置测定尾气中SO2的含量，当通 入尾气112 L（标准状况下测定）时，碘水恰好褪色。通过计算说明，该尾气能否直接排放（写出计算过程）。【答案】（1）B（2）D（3）6.72103（4）不能【解析】（2）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H= - 196.6 kJmol1 2mol 196.6 kJ n(SO2) 353.6 kJ解得n(SO2)=3.6molSO2的转化率=（3）K(580)=6.72103（

22、4）I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4尾气中SO2体积分数=，不能排放。18（10分）联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与N2O4能放出大量的热。（1）已知：2NO2(g)N2O4(g) H = -57.20 kJmol-1。一定温度下，在恒容密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是（填字母）。A减小NO2的浓度B降低温度C增加NO2的浓度D升高温度（2）25时，100g N2H4(1)与足量N2O4(1)完全反应生成N2(g)和H2O(1)，放出1914kJ的热量。则反应2 N2H4(1)+N2O4(1)

23、=3N2(g)+4H2O(1)的H = kJmol-1。（3）17、l.01105 Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)=0.0300 molL-1、c(N2O4)= 0.0120 molL-1。计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K=。（4）现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应，制得l.00L已达平衡的N2O4和NO2混合气体（17、1.01105Pa），理论上至少需消耗Cu多少克？。【答案】（1）BC（2）1224.96（3）13.3（4）1.73【解析】（1）反应物和产物均只有一种，增减一种物质浓度相当于加压或减压。（2）H =1224.96 k

24、Jmol-1（3）K(17)=13.3（4）（4）与（3）是在相同条件下的平衡，c(NO2)=0.0300 molL-1、c(N2O4)= 0.0120 molL-1。n(NO2)=0.0300 molL-11L=0.03 mol、n(N2O4)= 0.0120 molL-11L=0.012 mol。Cu+HNO3Cu(NO3)2+NO2+N2O4+H2O根据得失电子守恒：=0.03 mol1+0.012 mol2解得m(Cu)=1.73g19（12分）一氧化碳是一种重要的化工原料。（1）高炉炼铁中发生的反应之一是：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) H= -1 kJmol-1温

25、度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比将（填“增大”、“减小”或“不变”）。已知1100时，该反应平衡常数K=0.263，现测得高炉中c(CO2)=0025 molL-1，c(CO)=0.1 molL-1，此时该反应。A向正反应方向进行B处于平衡状态C向逆反应方向进行（2）合成氨工业中需将原料气中的CO变成CO2除去。在密闭密器中将CO和H2O混合加热到800，达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K = 10若平衡时n(H2O)/n(CO)=1，则CO转化为CO2的转化率为。（3）用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲酯；CO+2H2 CH3O

26、H CO+CH3OH HCOOCH3已知反应中CO的转化率为80，反应中两种反应物的转化率均为85，则252 t CO最多可制得甲酸甲酯多少吨?（写出计算过程）。【答案】（1）减小A（2）50.0%（3）2.04t【解析】（1）升温，平衡向吸热方向即逆反应移动，n(CO2)/ n(CO减小)；Qc=2.5K=0.263，反应未到平衡，正向进行。（2）CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K = 10始(mol): x y 0 0变(mol): a a a a衡(mol): x-a y-a a a依题意：（y-a）/（x-a）= 1，所以（y-a）=（x-a）根据平衡常数：，代入（y-a）=（x-a）得，解得a=CO转化为CO2的转化率=（3）设有b份CO参与反应，则有（1-b）份CO参与反应，CO+CH3OH HCOOCH3CO+2H2 CH3OH b b （1-b） b所以（1-b）80=b，解得b=252 t CO最多可制得甲酸甲酯的质量=2.04t